Share on facebook
Share on twitter
Share on whatsapp
Share on telegram

Tüm Yazılar

7 Aralık 2020

Einstein ve Uzay

Zaman dediğimiz şey nedir? Evrenin her yerinde zaman aynı mıdır? Zamanda geçmişe gitmek mümkün müdür? Bir doğru boyunca sürekli akıp giden durdurulamayan ve geriye döndürülemeyen bir şey midir zaman? Sevdiğimiz insanlarla geçirdiğimiz iki üç saat bize sanki 30-40 dakikaymış gibi gelirken neden sevmediğimiz bir dersi dinlediğimizde geçen bir saati sanki üç dört saatmiş gibi hissederiz? Bu durum zamanın sabit ve her yerde aynı olmadığını kanıtlar mı?

Einstein, hepimizin bildiği E=mc² denklemini açıklarken zaman konusuna da değinir. Bu denkleme göre kütlesi olan cisimler ışık hızına ulaşamaz çünkü bunun için sonsuz büyüklükte enerjiye ihtiyaç duyulur. Bunu basit bir karşılaştırma ile açıklarsam daha anlaşılır diye düşünüyorum. Günümüzde uçakların kullandığı jet yakıtlarının bir litresinde yaklaşık olarak 37.500 kJ enerji vardır. E=mc² denklemine göre kütlesi 1 gram olan bir cismi ışık hızında tutmak için 90 milyar kJ enerji gereklidir. Bu da 2.400.000 litre jet yakıtına eşittir. Sadece 1 gramlık bir cismi ışık hızına çıkarmak bu kadar zorken tonlarca ağırlıktaki uzay gemilerinin ışık hızına ulaşmasını düşünmek çok çılgınca olur. Evrende sonsuz miktarda enerjiden bahsetmek mümkün değildir. Bu nedenle sadece kütlesi olmayan parçacıklar ışık hızına ulaşabilir. Şu ana kadar keşfedilmiş sadece iki tane kütlesiz parçacık vardır. Bunlardan biri hepimizin aşina olduğu ışığın temel birimi foton, diğeri ise kuarklar arası güçlü etkileşimi sağlayan gluonlardır. Işık hızına ışık hızı denmesinin nedeni de budur aslında. Foton (ışık) kütlesi olmadığı için evrende maksimum hızda hareket edebilen bir parçacıktır. Bu yüzden Einstein’a göre ışık hızından daha hızlı bir cisim veya kuvvet olamaz. Işık hızı (yaklaşık olarak 300.000 km/saniye) mutlak ve evrenseldir.

Einstein’ın fikirlerine göre hızlanan cisimler için zaman daha yavaş akar. Bunu ispatlamak için 1971 yılında biri fizikçi diğeri astronom olan iki bilim adamı, bugün ‘Hafele–Keating’ olarak bilinen deneyi yaptılar. Deneyde birbirinin tıpatıp aynısı olan iki sezyum atom saatinden birini Birleşik Devletler Donanma Gözlemevine diğerini de bir uçağa koyup dünya etrafında iki tur attılar ve yeryüzüne indiklerinde iki saat arasında saniyenin 10 milyonda biri kadar fark olduğu gözlemlediler. Buna benzer olarak Einstein’ın görelilik teorisini destekleyen ve düşünsel olarak gerçekleşen ‘İkiz Paradoksu’ deneyi yapıldı. Deneyde her yönüyle birebir aynı olan ikiz kardeşlerden biri dünyada kalırken diğeri uzaya gönderilir ve bir süre uzayda yüksek hızda yolculuk yapar. Uzaydaki kardeş yolculuğunu tamamlayıp dünyaya döndüğünde ikiziyle arasında büyük bir fark olduğu gözlemlenir. Dünyada kalan kardeş yaşlanırken uzay yolculuğu yapan kardeş genç kalmıştır. Bunun nedeni ışık hızına yaklaşan cisimler için zamanın daha yavaş akmasıdır.

İlk zamanlarda Galileo ve Newton, zamanın mutlak (değişmez) olduğunu ve bir doğru boyunca akıp gittiğini iddia ediyorlardı. Ayrıca Newton, uzayın üç boyuttan oluştuğunu ve gezegenlerin kütle çekim kuvveti sayesinde Güneş yörüngesinde hareket ettiğini savunuyordu. Kütle çekim kuvvetine göre kütlesi ağır olan cisimler, hafif olanları kendine doğru çeker. Newton, yerküre üzerinde durabilmemizi de bu şekilde açıklamıştı. Dünya bizden daha ağır olduğu için bizi kendine çekiyor ve bu sayede dünya yüzeyinde kalabiliyorduk. Newton’a göre kütle çekimi, cisimler arasındaki mesafe ne olursa olsun ani harekete geçen bir kuvvettir. Buradan yola çıkarak Güneş’in aniden yok olması durumunda Güneş sistemindeki tüm gezegenlerin aynı anda yörüngelerinden çıkacaklarını savunmuştu. Fakat Einstein’a göre ışık hızından daha hızlı etkiyen hiçbir nesne veya kuvvet olamaz. Einstein 1905-1911 yılları arasında Özel Görelilik Kuramını geliştirdi ve Newton’un aksine mutlak olan şeyin zaman değil ışık hızı olduğunu belirtti. Newton’un üç boyutlu uzayına dördüncü bir boyut olarak “zaman”ı ekledi ve adına “uzay-zaman” dedi. Uzay-zamanı çevremizi saran bir kumaşa benzetti. Güneş’i esnek bir çarşafın ortasına yerleştirilen bir bowling topu olarak hayal edin. Top çarşafta aşağı doğru bir esneme oluşturur. Bu esneme kütle çekim kuvvetidir. Bu noktada Einstein, Newton’u düzeltiyor. Gezegenler Kütle Çekimi nedeniyle yörüngede kalmıyor; Güneş diğer gezegenlerden daha ağır olduğu için uzay-zamanı daha fazla büküyor ve gezegenler de bu bükülmeyi takip ediyor. Einstein’ın Özel Görelilik Kuramına göre Güneş aniden yok olursa uzay-zamandaki bu düzensizlik gezegenlere ışık hızında ulaşır. Buna göre yörüngeden ilk çıkacak olan gezegen Merkür, sonra Venüs üçüncü olarak da Dünya’dır. Güneş ışınları gezegenimize yaklaşık olarak 8 dakika 40 saniye

de ulaşır. Bu da demek oluyor ki eğer Güneş aniden yok olursa Dünyanın yörüngeden çıkması 8 dakika 40 saniye sonra gerçekleşir.

Özetlemek gerekirse, dünya bilim tarihinin en önemli başarılarına imza atan Einstein’a göre zaman mutlak değil görecelidir.

Yani hareketli ve sabit olan iki farklı cisimden hızı büyük olan için zaman daha yavaş işler. Yazımın başında sorduğum soruya yanıt olarak zamanda geçmişe gitmek mümkün değildir fakat geçmişi gözlemlemek mümkündür. Geceleri gökyüzüne baktığımızda sayamayacak kadar çok yıldız görürüz. Bu yıldızlardan dünyamıza en yakın olanı Alpha Centauri 4,3 ışık yılı ötemizdedir. Yani bu yazıyı okuduktan sonra bir gece Alpha Centauri yıldızına bakarsanız 4,3 yıl önceki saçtığı ışıkları görürsünüz. Tam olarak şu anda Alpha Centauri yıldızı yok olsa bile 4,3 yıl daha ışığı dünyaya gelmeye devam eder. Benzer bir şekilde gelişmiş bir teleskopla Alpha Centauri yıldızına bakarsak bundan 4,3 yıl önceki halini görürüz. Yani Alpha Centauri yıldızının geçmişini gözlemleyebiliriz. Yaratılış ve onu inceleyen bilim aklın sınırlarını zorlayan muhteşemlikler ile dolu ve hepsi bir yerlerde keşfedilmeyi bekliyor.

Yasir Işıktaş

0 0 vote
Article Rating
Subscribe
Bildir
guest
0 Yorum
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x
Araç çubuğuna atla